KR102116031B1 - 3D lidar pitch control device and method for safe take-off and landing of unmanned aerial vehicle - Google Patents

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landing
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신용득
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Abstract

The present invention relates to a three-dimensional LiDAR pitch control method for safe taking off and landing of an unmanned aerial vehicle. The three-dimensional LiDAR pitch control method comprises the steps of: creating a three-dimensional map by collecting data by using three-dimensional LiDAR, and analyzing the position and posture of the unmanned aerial vehicle, based on the three-dimensional map; analyzing the speed of either the ascent or descent of the unmanned aerial vehicle, or the elevation of the unmanned aerial vehicle, based on the three-dimensional map and the position and posture of the unmanned aerial vehicle; adjusting the pitch of the three-dimensional LiDAR before taking off and landing of the unmanned aerial vehicle, based on the analyzed speed of either the ascent or descent of the unmanned aerial vehicle, or the analyzed elevation of the unmanned aerial vehicle; creating an additional three-dimensional map by collecting additional data by using the pitch-adjusted three-dimensional LiDAR; and planning a route based on at least one of the three-dimensional map, the additional three-dimensional map, and the analyzed position and posture of the unmanned aerial vehicle and moving the same along the planned route. Therefore, the three-dimensional LiDAR pitch control method can adjust the pitch of the three-dimensional LiDAR, thereby collecting data on parts above and below the unmanned aerial vehicle during taking off and landing thereof.

Description

무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치 및 방법{3D lidar pitch control device and method for safe take-off and landing of unmanned aerial vehicle}3D lidar pitch control device and method for safe take-off and landing of unmanned aerial vehicle}

본 발명은 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional lidar pitch control device and method for safe takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle.

최근 무인 비행체는 정찰, 공격 등의 군사적 용도 이외에 영상 촬영, 무인 택배 서비스, 재해 관측 등 다양한 민간·상업 분야에도 활용이 증가 되면서, 무인 비행체 이착륙 기술의 연구도 증가하고 있다. Recently, unmanned aerial vehicles have been increasingly used in various civilian and commercial fields, such as video shooting, unmanned courier service, and disaster observation, in addition to military uses such as reconnaissance and attack, and research on unmanned aerial vehicle takeoff and landing technologies is also increasing.

무인 비행체 이착륙 기술로는 RC(remote control), GPS(global positioning system) 및 마커(marker)를 이용한 방법 등이 있다.Unmanned air vehicle takeoff and landing techniques include remote control (RC), global positioning system (GPS) and methods using markers.

하지만 RC 조종을 기반으로 하는 기술은 간섭이나 장애물로 인해 LOC(line of control)가 보장되지 않는 환경에서는 RC 조종의 명령이 무인 비행체에 전달되지 못하여 이착륙 자체를 시도하지 못하는 문제점이 있다.However, the technology based on RC control has a problem in that the command of RC control cannot be transmitted to an unmanned air vehicle in an environment in which line of control (LOC) is not guaranteed due to interference or obstacles, so that it cannot attempt to take off and land itself.

또한, GPS를 사용하는 기술은 GPS 신호가 강한 지역에서만 사용가능하고, 주위 환경을 고려하지 않기 때문에 이착륙 시 장애물이 있을 경우 무인 비행체가 파손되는 문제점이 있다.In addition, the technology using GPS can be used only in areas where the GPS signal is strong and does not take into account the surrounding environment, so there is a problem that the unmanned aerial vehicle is damaged when there is an obstacle during takeoff and landing.

또한, 마커를 이용한 이착륙 기술은 마커가 설치되지 않은 지역에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.In addition, the take-off and landing technology using markers has a problem that cannot be used in areas where markers are not installed.

이런 문제점을 해결하기 위한 종래기술로는 한국공개특허공보 제10-2019-0092752호가 있다.Korean Patent Publication No. 10-2019-0092752 has been disclosed as a prior art for solving this problem.

종래기술은 무인 비행체에 라이다를 탑재해 착륙 시 데이터를 수집하여 착륙지점의 표고차를 측정하여 안착지점을 선별해 무인 비행체를 착륙시키지만, 라이다의 상하 시야(FOV, field of view)의 각도가 360도 미만이기 때문에, 라이다의 상하 시야(FOV, field of view)가 미치지 못하는 무인 비행체의 상부와 하부에 대한 데이터를 무인 비행체가 이착륙 시 수집하지 못해 무인 비행체의 상부와 하부의 장애물을 인지 못하는 문제점이 있다.In the prior art, the unmanned aerial vehicle is equipped with a lidar, collects data during landing, measures the elevation difference at the landing point, selects the landing location, and lands the unmanned aerial vehicle, but the angle of the field of view (FOV) Because it is less than 360 degrees, the unmanned aerial vehicle cannot collect data on the upper and lower parts of the unmanned aerial vehicle that the field of view (FOV) does not reach, and it cannot recognize obstacles at the upper and lower parts of the unmanned aerial vehicle. There is a problem.

이런 문제점을 해결하기 위해 고정형 라이다가 아닌 연속 회전형 라이다를 사용하는 경우도 있으나, 연속 회전형 라이다의 경우 회전하는 주기에 따라서 무인 비행체의 정방, 후방, 측면, 상방 및 하방에 대한 데이터를 실시간으로 얻을 수 없어 무인 비행체의 고속 주행 시 부적합한 문제점이 있다.In order to solve this problem, there are cases where a continuous rotating lidar is used instead of a fixed lidar, but in the case of a continuous rotating lidar, data on the square, rear, side, up and down of an unmanned air vehicle according to the rotating cycle. Since it cannot be obtained in real time, there is an unsuitable problem when driving an unmanned aerial vehicle at high speed.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 3차원 라이다의 피치를 조절해 무인 비행체 이착륙 시 무인 비행체의 상방 및 하방에 대한 데이터를 수집할 수 있는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치를 제공하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to adjust the pitch of a 3D lidar to adjust the pitch of a 3D lidar for the safe takeoff and landing of an unmanned air vehicle capable of collecting data on the upper and lower sides of an unmanned air vehicle during takeoff and landing. In providing the device.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 3차원 라이다를 사용해 무인 비행체가 고속 주행할 수 있도록 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a three-dimensional lidar pitch adjustment device for safe take-off and landing of an unmanned aerial vehicle using a three-dimensional lidar to enable an unmanned aerial vehicle to travel at high speed.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 3차원 라이다로 데이터를 수집해 3차원 지도를 작성하고, 상기 3차원 지도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 분석하는 단계; 상기 3차원 지도 및 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 상기 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 분석하는 단계; 상기 분석된 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 이착륙 전 상기 3차원 라이다의 피치(Pitch)를 조절하는 단계; 상기 피치가 조절된 상기 3차원 라이다로 추가 데이터를 수집해 추가 3차원 지도를 작성하는 단계; 및 상기 3차원 지도, 상기 추가 3차원 지도 및 상기 분석한 무인 비행체의 위치 및 자세 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 경로를 계획하고 상기 계획된 경로로 이동하는 단계;를 포함하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법을 제공할 수 있다.In order to solve the above technical problem, according to a preferred aspect of the present invention, data is collected in a 3D lidar to create a 3D map, and the position and posture of the unmanned aerial vehicle is based on the 3D map. Analyzing; Analyzing one speed or elevation of the unmanned aerial vehicle based on the 3D map and the position and posture of the unmanned aerial vehicle; Adjusting the pitch of the three-dimensional lidar before take-off and landing of the unmanned aerial vehicle based on either the velocity of the rise and fall of the analyzed unmanned aerial vehicle or the altitude of the unmanned aerial vehicle; Generating additional 3D maps by collecting additional data with the 3D rider whose pitch is adjusted; And planning a route and moving to the planned route based on at least one of the 3D map, the additional 3D map, and the position and posture of the analyzed unmanned aerial vehicle. It is possible to provide a method for adjusting the 3D lidar pitch.

여기서, 상기 3차원 라이다의 피치 조절은, 상기 3차원 라이다가 장착되는 장착부를 회전부가 회전시키는 것에 대응하게 상기 3차원 라이다가 회전되어 조절될 수 있다.Here, the pitch adjustment of the 3D lidar may be adjusted by rotating the 3D lidar in response to the rotating part rotating the mounting portion on which the 3D lidar is mounted.

여기서, 상기 3차원 라이다의 피치 조절은, 상기 무인 비행체가 이륙 전 상기 3차원 라이다의 피치가 조절되며, 상기 3차원 라이다의 피치 조절이 끝나기 전에는 상기 무인 비행체는 이륙하지 않고, 상기 3차원 라이다의 피치 조절이 끝난 후 상기 무인 비행체가 이륙하는 것과 동시에 상기 3차원 라이다의 피치를 상기 피치 조절 전 피치로 조절될 수 있다.Here, in the pitch adjustment of the 3D lidar, the pitch of the 3D lidar is adjusted before the unmanned air vehicle takes off, and the unmanned air vehicle does not take off before the pitch adjustment of the 3D lidar is finished, and the 3 After the pitch adjustment of the dimensional lidar is finished, the pitch of the 3D lidar may be adjusted to the pitch before the pitch adjustment at the same time that the unmanned aerial vehicle takes off.

여기서, 상기 무인 비행체가 이륙 후 상기 분석된 무인 비행체의 상승 속도가 기준 상승 속도와 같지 않으면 상기 3차원 라이다의 피치를 조절할 수 있다.Here, when the unmanned aerial vehicle takes off and the ascending speed of the analyzed unmanned aerial vehicle is not equal to the reference ascending velocity, the pitch of the 3D lidar may be adjusted.

본 발명의 바람직한 다른 측면에 따르면, 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치에 있어서, 데이터를 수집하는 3차원 라이다 상기 수집한 데이터를 바탕으로 3차원 지도를 작성하는 3차원 지도 작성부; 상기 3차원 지도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 분석하고, 상기 3차원 지도 및 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 상기 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 분석하며, 상기 3차원 지도 및 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 경로를 계획하는 분석부; 및 상기 분석된 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 이착륙 전 상기 3차원 라이다의 피치(Pitch)를 조절하고, 상기 분석부에서 계획한 경로로 상기 무인 비행체가 이동하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치를 제공할 수 있다.According to another preferred aspect of the present invention, in a three-dimensional lidar pitch control device for safe take-off and landing of an unmanned aerial vehicle, a three-dimensional lidar that collects data, creates a three-dimensional map based on the collected data Creation department; Analyze the position and posture of the unmanned aerial vehicle based on the 3D map, and either the speed of the ascending or descending of the unmanned aerial vehicle or the unmanned aerial vehicle based on the 3D map and the location and posture of the unmanned aerial vehicle An analysis unit analyzing an altitude and planning a route based on the 3D map and the position and posture of the unmanned aerial vehicle; And adjusting the pitch of the three-dimensional lidar before take-off and landing of the unmanned aerial vehicle based on either the velocity of the rise and fall of the analyzed unmanned aerial vehicle or the altitude of the unmanned aerial vehicle, and planned by the analysis unit. It is possible to provide a three-dimensional lidar pitch adjusting device for safe take-off and landing of an unmanned air vehicle, including; a control unit for controlling the unmanned air vehicle to move along a path.

또한, 상기 3차원 라이다가 장착되는 장착부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다가 회전되도록 하여 상기 3차원 라이다의 피치가 조절되게 하는 회전부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the mounting portion to which the three-dimensional lidar is mounted; And a rotation unit that rotates the mounting unit under the control of the control unit so that the 3D lidar is rotated so that the pitch of the 3D lidar is adjusted.

여기서, 상기 무인 비행체 이륙 전 상기 회전부가 상기 제어부의 제어에 대응하여 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다의 피치를 조절하며, 상기 3차원 라이다의 피치 조절이 끝나기 전에는 상기 무인 비행체는 이륙하지 않고, 상기 3차원 라이다의 피치 조절이 끝난 후 상기 무인 비행체가 이륙하는 것과 동시에 상기 회전부가 상기 제어부의 제어에 대응하여 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다의 피치를 상기 피치 조절 전 피치로 조절할 수 있다.Here, before taking off the unmanned aerial vehicle, the rotating unit adjusts the pitch of the three-dimensional lidar by rotating the mounting unit in response to control of the control unit, and the unmanned aerial vehicle does not take off until the pitch adjustment of the three-dimensional lidar is finished. After the pitch adjustment of the 3D lidar is finished, the unmanned aerial vehicle takes off and at the same time, the rotating unit rotates the mounting unit in response to the control of the control unit to adjust the pitch of the 3D lidar to the pitch before the pitch adjustment. Can be adjusted.

또한, 상기 무인 비행체의 기준 상승 속도, 기준 하강 속도 및 기준 고도를 저장하고 있는 저장부;를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 무인 비행체가 이륙 후 상기 분석된 무인 비행체의 상승 속도가 상기 저장된 기준 상승 속도와 같지 않으면, 상기 회전부를 제어해 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다의 피치를 조절할 수 있다.In addition, a storage unit that stores a reference ascent rate, a reference descent speed, and a reference altitude of the unmanned air vehicle; and further comprising the controller, the ascending speed of the analyzed unmanned air vehicle is lifted after the unmanned air vehicle takes off. If the speed is not the same, the pitch of the three-dimensional lidar can be adjusted by rotating the mounting portion by controlling the rotating portion.

여기서, 상기 제어부는 상기 무인 비행체가 착륙 전 상기 분석된 무인 비행체의 하강 속도가 상기 저장된 기준 하강 속도와 같지 않거나, 상기 분석된 무인 비행체 고도가 상기 저장된 기준 고도 이하이면, 상기 회전부를 제어해 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다의 피치를 조절할 수 있다.Here, the control unit controls the rotating unit if the unmanned air vehicle is not equal to the stored reference descent speed of the analyzed unmanned air vehicle before landing, or if the analyzed unmanned air vehicle altitude is less than the stored reference altitude. Rotate to adjust the pitch of the 3D lidar.

본 발명은 무인 비행체 이착륙 시 3차원 라이다의 피치를 조절해 무인 비행체의 상부와 하부에 대한 데이터를 수집할 수 있어 무인 비행체가 안전하게 이착륙할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect that the unmanned air vehicle can take off and land safely because it can collect the data on the upper and lower parts of the unmanned air vehicle by adjusting the pitch of the 3D lidar during takeoff and landing.

또한, 본 발명은 무인 비행체가 이착륙 때를 제외한 자율이동할 때는 3차원 라이다를 회전시키지 않기 때문에 무인 비행체의 정방, 후방, 측면, 상방 및 하방에 대한 데이터를 실시간으로 얻을 수 있어 고속 주행에 적합한 무인 비행체를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention does not rotate the three-dimensional lidar when the unmanned aerial vehicle moves autonomously except for takeoff and landing, so it is possible to obtain real-time data for the unmanned aerial vehicle's forward, backward, side, up, and down sides. It has the effect of providing a vehicle.

도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치가 적용된 무인 비행체의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 일실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 일실시예에 따른 조절부가 착륙용 레그를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 이륙 시 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 일실시예에 따른 착륙 시 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법의 순서도이다.1 is a perspective view of an unmanned aerial vehicle to which a three-dimensional lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram of a three-dimensional lidar pitch adjusting device for safe take-off and landing of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining that the adjusting unit according to an embodiment of the present invention adjusts the landing leg.
4 is a view for explaining adjusting the pitch of the three-dimensional lidar during take-off according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining adjusting the pitch of the three-dimensional lidar during landing according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart of a three-dimensional lidar pitch adjustment method for safe takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a 3D lidar pitch adjustment method for safe takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the corresponding components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be 'connected' to another component, or when it is said to be 'connected', it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that. On the other hand, when a component is said to be 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof described in the specification, and one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

도 1은 본 발명에 일실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치가 적용된 무인 비행체의 사시도이다.1 is a perspective view of an unmanned aerial vehicle to which a three-dimensional lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention is applied.

도 2는 본 발명에 일실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a three-dimensional lidar pitch adjusting device for safe take-off and landing of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치(100)는 몸체(110), 3차원 라이다(120), 출력부(130), 착륙용 레그(140), 장착부(150), 회전부(160), 3차원 지도 작성부(170), 분석부(180) , 제어부(190) 및 저장부(200)를 포함한다.1 and 2, the three-dimensional rider pitch adjustment device 100 for the safe take-off and landing of an unmanned aerial vehicle 100 includes a body 110, a three-dimensional lidar 120, an output unit 130, and a landing leg ( 140, a mounting unit 150, a rotating unit 160, a 3D map creation unit 170, an analysis unit 180, a control unit 190 and a storage unit 200.

몸체(110)는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치(100)가 적용된 무인 비행체의 몸체(110)로 3차원 지도 작성부(170), 분석부(180), 제어부(190) 및 저장부(200)가 내부에 장착되어 있다.The body 110 is a three-dimensional map creation unit 170, an analysis unit 180, and a control unit 190 as a body 110 of an unmanned air vehicle to which a three-dimensional lidar pitch adjustment device 100 for safe takeoff and landing of an unmanned air vehicle is applied. ) And the storage unit 200 are mounted therein.

3차원 라이다(120)는 장착부(150)에 장착되며, 주변환경 데이터를 수집한다. 이때, 3차원 라이다(120)의 전방, 후방 및 측면 시야(FOV, field of view)의 각도는 360도, 상하 시야의 각도는 360도 미만이다.The 3D lidar 120 is mounted on the mounting unit 150 and collects surrounding environment data. At this time, the angle of the front, rear and side fields of view (FOV) of the 3D lidar 120 is 360 degrees, and the angle of the vertical view is less than 360 degrees.

출력부(130)는 몸체(110)에서 방사상으로 형성된 복수 개의 프로펠러 지지부(131) 각각에 모터(132)가 장착되고, 각각의 모터(132)에 프로펠러(133)가 장착되어 구성된다. 또한, 출력부(130)에는 모터(132)의 출력을 측정하는 센서(미도시)가 설치되어 있어 모터의 출력을 제어부(190)에 제공할 수 있다.The output unit 130 is configured by mounting a motor 132 on each of a plurality of propeller supports 131 formed radially on the body 110 and a propeller 133 mounted on each motor 132. In addition, a sensor (not shown) for measuring the output of the motor 132 is installed in the output unit 130 to provide the output of the motor to the control unit 190.

출력부(130)는 모터(132)로 프로펠러(133)를 구동시켜 제어부(190)의 제어에 따라 무인 비행체를 수직 및 수평으로 이동할 수 있게 하거나 무인 비행체를 회전시켜 무인 비행체의 자세를 변경되게 한다. 여기서, 출력부(130)를 모터(132)로 프로펠러(133)를 구동시켜 무인 비행체를 수직 및 수평으로 이동하는 것으로 표현했으나 이외의 방법으로도 가능할 수 있다. The output unit 130 drives the propeller 133 with the motor 132 to move the unmanned aerial vehicle vertically and horizontally under the control of the control unit 190 or rotate the unmanned aerial vehicle to change the attitude of the unmanned aerial vehicle. . Here, the output unit 130 is expressed as moving the unmanned aerial vehicle vertically and horizontally by driving the propeller 133 with the motor 132, but may be possible by other methods.

착륙용 레그(140)는 복수개로 본체(110)의 저면에 서로 이격 배치되며, 착륙용 레그(140)의 하부에는 각각의 착륙용 레그(140)를 연결하고 무인 비행체가 착륙할 때 지면과의 충돌에 의한 충격을 최소화하는 완충부(141)가 장착되어 있다. A plurality of landing legs 140 are spaced apart from each other on the bottom surface of the main body 110, and each landing leg 140 is connected to the lower part of the landing legs 140, and when the unmanned aerial vehicle lands, A shock absorber 141 is installed to minimize impact due to collision.

장착부(150)는 본체(110)의 하부에 설치되어 3차원 라이다(120)가 장착되며, 장착부(150)에는 내부에 회전부(160)가 있어 제어부(190)의 제어에 따라 회전부(160)가 회전하는 것에 대응하여 회전한다.The mounting unit 150 is installed on the lower portion of the main body 110, the three-dimensional lidar 120 is mounted, and the mounting unit 150 has a rotating unit 160 inside, so that the rotating unit 160 is controlled by the control unit 190. Rotates corresponding to the rotation.

회전부(160)는 장착부(150)의 내부에 설치되어 제어부(190)의 제어에 따라 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)가 회전하게 한다.The rotating unit 160 is installed inside the mounting unit 150 to rotate the mounting unit 150 under the control of the control unit 190 so that the 3D lidar 120 rotates.

3차원 지도 작성부(170)는 3차원 라이다(120)로부터 수집한 데이터를 바탕으로 스캔 매칭(scan matching) 같은 알고리즘을 사용해 3차원 지도를 작성한다. 이에 3차원 지도 작성부(170)는 GPS 신호가 없는 실내외 공간에 대해서도 3차원 지도 작성이 가능하다.The 3D map creation unit 170 creates a 3D map using an algorithm such as scan matching based on data collected from the 3D lidar 120. Accordingly, the 3D map creation unit 170 can create a 3D map even for indoor and outdoor spaces without a GPS signal.

3차원 지도 작성부(170)는 3차원 지도를 작성할 때, 3차원 지도 데이터를 복셀로 표현하고, 복셀 내의 모든 3차원 점에 기초한 고유값 및 고유벡터 획득한 후, 새로이 획득한 3차원 점에 대응하는 3차원 대응점을 검출하고, 회전변환 및 병진이동변환을 산출해 지도 갱신하기 때문에 무인 비행체의 이동으로 3차원 라이다(120)가 움직여도 정확한 3차원 지도를 작성할 수 있다.When creating a 3D map, the 3D map creation unit 170 expresses 3D map data in voxels, acquires eigenvalues and eigenvectors based on all 3D points in the voxel, and then acquires the newly acquired 3D points. Since the map is updated by detecting a corresponding 3D correspondence point and calculating a rotation transformation and a translational translation transformation, it is possible to create an accurate 3D map even when the 3D rider 120 moves due to the movement of an unmanned air vehicle.

분석부(180)는 3차원 지도 작성부(170)가 작성한 3차원 지도를 바탕으로 무인 비행체의 위치 및 자세, 3차원 라이다(120)의 위치 및 방향을, 3차원 지도 및 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 무인 비행체의 고도를 분석한다. The analysis unit 180 determines the position and orientation of the unmanned aerial vehicle, the position and orientation of the 3D lidar 120 based on the 3D map created by the 3D map creation unit 170, the 3D map and the location of the unmanned aerial vehicle And an elevation of the unmanned aerial vehicle or the elevation of the unmanned aerial vehicle or the elevation of the unmanned aerial vehicle based on the posture.

또한, 분석부(180)는 3차원 지도 및 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 경로를 계획한다. 여기서, 분석부(180)는 경로를 계획할 때 A* 알고리즘, RRT(Rapid-Exploring Random Tree) 및 PRM(Probabilistic Roadmap) 중 어느 하나를 이용할 수 있다.In addition, the analysis unit 180 plans a route based on the 3D map and the position and posture of the unmanned aerial vehicle. Here, the analysis unit 180 may use any one of an A * algorithm, a Rapid-Exploring Random Tree (RTR), and a Probabilistic Roadmap (PRM) when planning a route.

제어부(190)는 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하도록 회전부(160)를 제어하고, 분석부(180)에서 계획한 경로로 무인 비행체가 자동으로 이동하도록 제어한다.The control unit 190 controls the rotating unit 160 to adjust the pitch of the 3D lidar 120, and controls the unmanned air vehicle to automatically move in a path planned by the analysis unit 180.

구체적으로, 제어부(190)는 모터(132)에 설치된 센서(미도시)를 통해 전달받은 모터(132)의 출력, 무인 비행체에 설치된 GPS(미도시)를 통해 얻은 정보 및 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 위치 및 자세 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 무인 비행체가 이륙 전이라고 판단하면, 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전할 수 있게 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시킴에 따라 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다. 이어 제어부(190)는 3차원 라이다(120)의 피치 조절이 끝나기 전에는 무인 비행체는 이륙하지 못하게 하고, 3차원 라이다(120)의 피치 조절이 끝난 후 무인 비행체가 이륙하는 것과 동시에 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 피치 조절 전 피치로 조절한다.Specifically, the control unit 190 outputs the output of the motor 132 received through the sensor (not shown) installed in the motor 132, the information and analysis unit 180 obtained through the GPS (not shown) installed on the unmanned air vehicle. If it is determined that the unmanned aerial vehicle is before takeoff based on at least one of the position and posture of the unmanned aerial vehicle analyzed through, the rotating unit may be rotated so that the 3D lidar 120 can rotate as much as the rotation reference value stored in the storage unit 200. 160) to adjust the pitch of the three-dimensional lidar 120 as the mounting unit 150 is rotated. Subsequently, the control unit 190 prevents the unmanned air vehicle from taking off before the pitch adjustment of the 3D lidar 120 is finished, and the rotating unit 160 simultaneously with the unmanned air vehicle taking off after the pitch adjustment of the 3D lidar 120 is finished. ) To rotate the mounting unit 150 to adjust the pitch of the three-dimensional lidar 120 to the pitch before pitch adjustment.

또한, 제어부(190)는 무인 비행체에 설치된 GPS(미도시)를 통해 얻은 정보 및 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 상승 속도 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 무인 비행체가 이륙 후 상승 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 상승 속도와 같지 않다고 판단하면, 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시킴에 따라 3차원 라이다(120)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다. 여기서, 제어부(190)는 무인 비행체가 이륙 후 상승 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 상승 속도보다 빠르면, 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하고, 무인 비행체가 이륙 후 상승 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 상승 속도보다 느리면, 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 보다 적게 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 무인 비행체의 상승 속도와 대응하게 천천히 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다.In addition, the control unit 190 based on at least one of the information obtained through the GPS (not shown) installed on the unmanned aerial vehicle and the ascending speed of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180, the ascent rate after the unmanned aerial vehicle takes off If it is determined that it is not the same as the reference ascent rate stored in the storage unit 200, the three-dimensional lidar 120 is rotated by rotating the mounting unit 150 by controlling the rotating unit 160 to rotate the three-dimensional lidar 120. Adjust the pitch. Here, the control unit 190, when the unmanned air vehicle takes off and the ascending speed is faster than the reference ascending speed stored in the storage unit 200, the rotating unit so as to rotate the three-dimensional lidar 120 by the rotation reference value stored in the storage unit 200 Control the 160 to rotate the mounting unit 150 to adjust the pitch of the three-dimensional lidar 120, and if the unmanned air vehicle takes off and the ascent rate is slower than the reference ascent rate stored in the storage 200, the storage unit ( The rotation unit 160 is controlled to rotate the three-dimensional lidar 120 less than the rotation reference value stored in 200, so that the mounting unit 150 is rotated slowly to correspond to the rising speed of the unmanned air vehicle and the three-dimensional lidar 120 is rotated. Adjust the pitch.

제어부(190)는 모터(132)에 설치된 센서(미도시)를 통해 전달받은 모터(132)의 출력, 무인 비행체에 설치된 GPS(미도시)를 통해 얻은 정보, 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 위치 및 자세, 무인 비행체의 하강 속도 및 무인 비행체의 고도 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 무인 비행체가 착륙 전이라고 판단하면, 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다. The control unit 190 analyzes the output of the motor 132 received through a sensor (not shown) installed in the motor 132, information obtained through GPS (not shown) installed in an unmanned air vehicle, and the analysis unit 180. If it is determined that the unmanned aerial vehicle is before landing based on at least one of the position and posture of the unmanned aerial vehicle, the descending speed of the unmanned aerial vehicle, and the altitude of the unmanned aerial vehicle, the three-dimensional line is equal to the rotation reference value stored in the storage unit 200 (120) ) Rotates the mounting unit 150 by controlling the rotating unit 160 to rotate, thereby adjusting the pitch of the three-dimensional lidar 120.

또한, 제어부(190)는 무인 비행체에 설치된 GPS(미도시)를 통해 얻은 정보 및 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 하강 속도 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 무인 비행체가 착륙 전 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도와 같지 않다고 판단하면, 회전부(160)가 회전하도록 제어해 장착부(150)를 회전시킴에 따라 3차원 라이다(120)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다. 여기서, 제어부(190)는 무인 비행체가 착륙 전 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도보다 빠르면, 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하고, 무인 비행체가 착륙 전 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도보다 느리면, 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 보다 적게 3차원 라이다(120)가 회전하게 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 무인 비행체의 하강 속도와 대응하게 천천히 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다.In addition, the control unit 190 is based on at least one of the information obtained through the GPS (not shown) installed on the unmanned aerial vehicle and the descending speed of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180, the descending speed before the unmanned aerial vehicle lands If it is determined that it is not the same as the reference descent speed stored in the storage unit 200, the rotation unit 160 is controlled to rotate, and as the mounting unit 150 is rotated, the three-dimensional lidar 120 is rotated to rotate the three-dimensional lidar 120 ) To adjust the pitch. Here, the control unit 190, if the unmanned air vehicle descends before the landing speed is faster than the reference descending speed stored in the storage unit 200, the rotating unit to rotate the three-dimensional liar 120 by the rotation reference value stored in the storage unit 200 By controlling the 160 to rotate the mounting unit 150 to adjust the pitch of the three-dimensional lidar 120, and if the unmanned air vehicle descending speed before landing is slower than the reference descending speed stored in the storage unit 200, the storage unit ( Less than the rotation reference value stored in 200), the three-dimensional rider 120 controls the rotating unit 160 to rotate, and rotates the mounting unit 150 slowly to correspond to the unmanned air vehicle's descending speed. Adjust the pitch.

저장부(200)는 무인 비행체의 기준 상승 속도, 기준 하강 속도, 기준 고도 및 회전 기준 값을 저장하고 있다. 여기서, 기준 상승 속도는 무인 비행체가 이륙 시 무인 비행체 상방에 대한 안전을 확보할 수 있는 3차원 라이다(120)가 데이터를 수집할 수 있는 거리와 무인 비행체 이륙 속도에 따른 사용자가 지정한 무인 비행체의 상승 속도이며, 기준 하강 속도는 무인 비행체가 착륙 시 무인 비행체 하방에 대한 안전을 확보할 수 있는 3차원 라이다(120)가 데이터를 수집할 수 있는 거리와 무인 비행체 착륙 속도에 따른 사용자가 지정한 무인 비행체의 하강 속도, 기준 고도는 무인 비행체가 착륙 전 안전을 확보할 수 있게 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하는 사용자가 지정한 기준이 되는 고도이며, 회전 기준 값은 3차원 라이다(120)의 상하 시야가 완전히 상방 및 하방으로 향할 수 있게 3차원 라이다(120)를 회전시킬 수 있는 값이다. The storage unit 200 stores a reference ascent speed, a reference descending speed, a reference altitude, and a rotation reference value of the unmanned aerial vehicle. Here, the reference ascending speed is a 3D rider 120 that can secure the safety of the unmanned aerial vehicle upward when the unmanned aerial vehicle takes off. The rising speed and the reference falling speed are user-designated unmanned vehicles according to the distance that the 3D rider 120 can collect data and the unmanned aircraft landing speed, which can secure the safety of the unmanned aircraft downward when the unmanned vehicle lands. The descending speed and the reference altitude of the vehicle are the user-specified criteria for adjusting the pitch of the 3D lidar 120 so that the unmanned vehicle can secure safety before landing, and the rotation reference value is the 3D la (120 It is a value that can rotate the three-dimensional lidar 120 so that the up and down fields of view can be directed completely upward and downward.

도 3은 본 발명에 일실시예에 따른 회전부가 장착부를 회전시켜 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining that the rotating portion according to an embodiment of the present invention rotates the mounting portion to adjust the pitch of the 3D lidar.

도 3을 참조하면, 장착부(150)는 본체(110)의 하부에 설치되어 3차원 라이다(120)가 장착되며, 장착부(150)에는 내부에 회전부(160)가 있어 제어부(190)의 제어에 따라 회전부(160)가 회전하는 것에 대응하여 회전한다.Referring to FIG. 3, the mounting unit 150 is installed at the lower portion of the main body 110 to mount the three-dimensional lidar 120, and the mounting unit 150 has a rotating unit 160 therein to control the control unit 190. According to the rotation unit 160 rotates according to the rotation.

회전부(160)는 장착부(150)의 내부에 설치되어 제어부(190)의 제어에 따라 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)가 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치가 조절되게 한다.The rotating unit 160 is installed inside the mounting unit 150 to rotate the mounting unit 150 under the control of the control unit 190 so that the 3D lidar 120 rotates to adjust the pitch of the 3D lidar 120. To make.

도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 이륙 시 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 4(a)는 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하지 않은 상태이며, 도 4(b)는 회전부(160)가 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한 상태이며, 도 4(c)는 무인 비행체가 이륙 후 3차원 라이다(120)의 피치를 원래대로 조절한 상태이다.4 is a view for explaining adjusting the pitch of the three-dimensional lidar during take-off according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 4 (a) is a state in which the pitch of the 3D lidar 120 is not adjusted, and FIG. 4 (b) shows that the rotating unit 160 rotates the mounting unit 150 to rotate the 3D lidar 120. The pitch is adjusted, and FIG. 4 (c) is a state in which the pitch of the 3D lidar 120 is originally adjusted after the unmanned aerial vehicle takes off.

도 4(a)를 참조하면, 무인 비행체가 이륙 전에 3차원 라이다(120)를 통해 주변환경 데이터를 수집할 때, 3차원 라이다(120)의 시야의 상하 각도가 360도가 되지 않기 때문에 3차원 라이다(120)로 수집할 수 있는 데이터 영역(410)이 무인 항공체가 이륙 시 안전에 필요한 영역만큼 되지 않기 때문에 3차원 라이다(120)가 수집한 데이터로 3차원 지도 작성부(170)가 무인 항공체가 이륙 시 안전에 필요한 만큼의 3차원 지도를 작성하지 못한다.Referring to Figure 4 (a), when the unmanned aerial vehicle collects the surrounding environment data through the three-dimensional lidar 120 before takeoff, because the vertical angle of view of the three-dimensional lidar 120 is not 360 degrees 3 Since the data area 410 that can be collected by the dimensional lidar 120 is not as large as the area required for safety when the unmanned aerial vehicle takes off, the 3D map creation unit 170 is the data collected by the 3D lidar 120 A. Unmanned aerial vehicles cannot create as many 3D maps as necessary for safety when taking off.

도 4(b)를 참조하면, 제어부(190)가 무인 비행체의 이륙 전 회전부(160)를 제어해 장착부(150)가 회전됨에 따라 3차원 라이다(120)가 회전되어 3차원 라이다(120)의 피치가

Figure 112019118590671-pat00001
각도 만큼 조절된다. 이때, 제어부(190)는 3차원 라이다(120)의 상하 시야가 완전히 상방 및 하방으로 향할 수 있게 하는 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)를 회전하도록 회전부(160)를 제어한다.Referring to FIG. 4 (b), the control unit 190 controls the rotating unit 160 before takeoff of the unmanned air vehicle, and as the mounting unit 150 is rotated, the three-dimensional lidar 120 is rotated to rotate the three-dimensional lidar (120) ) 'S pitch
Figure 112019118590671-pat00001
It is adjusted by the angle. At this time, the control unit 190 rotates the three-dimensional lidar 120 as much as the rotation reference value stored in the storage unit 200 so that the vertical view of the three-dimensional lidar 120 is completely upward and downward. 160).

도 4(b)처럼 3차원 라이다(120)의 피치가

Figure 112019118590671-pat00002
각도 만큼 조절되면, 3차원 라이다(120)로 수집할 수 있는 주변환경의 데이터 영역(420)이 도 4(a) 때와 비교해 더 상부 방향까지 가능하게 된다. 4 (b), the pitch of the three-dimensional lidar 120 is
Figure 112019118590671-pat00002
When adjusted by the angle, the data area 420 of the surrounding environment that can be collected by the 3D lidar 120 is possible to the upper direction as compared with the case of FIG. 4 (a).

이때, 3차원 지도 작성부(170)는 도 4(a)에서 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터로 3차원 지도를 작성한 것 이외에, 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터 영역(420)에 대한 추가 3차원 지도를 작성하며, 분석부(180)는 도 4(a)에서 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터로 작성한 3차원 지도와 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터 영역(420)으로 작성한 추가 3차원 지도를 정합하고, 3차원 지도, 추가 3차원 지도 및 추정한 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 경로를 계획한다.At this time, the 3D map creation unit 170, in addition to creating a 3D map with data of the surrounding environment collected by the 3D lidar 120 in FIG. 4 (a), collected by the 3D lidar 120 An additional three-dimensional map of the data area 420 of the surrounding environment is created, and the analysis unit 180 and the three-dimensional map created with the data of the surrounding environment collected by the three-dimensional lidar 120 in FIG. 4 (a) and Match the additional 3D map created with the data area 420 of the surrounding environment collected by the 3D lidar 120, and map the route based on the 3D map, the additional 3D map, and the estimated position and attitude of the unmanned air vehicle. Plan.

도 4(c)를 참조하면, 무인 비행체가 이륙과 동시에 제어부(190)가 회전부(160)를 제어해 장착부(150)가 회전됨에 따라 3차원 라이다(120)가 회전되어 3차원 라이다(120)의 피치를 이륙 전으로 조절한다.Referring to FIG. 4 (c), as the unmanned aerial vehicle takes off and the control unit 190 controls the rotating unit 160 at the same time as the mounting unit 150 is rotated, the three-dimensional lidar 120 is rotated to rotate the three-dimensional lidar ( Adjust the pitch of 120) before takeoff.

이때, 무인 비행체가 이륙 후 제어부(190)는 분석부(180)를 통해 분석한 상승 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 상승 속도보다 빠르면, 도 4(b)에서 수집한 주변환경의 데이터 영역(420)보다 더 상부의 주변환경 데이터가 필요할 수 있기 때문에 회전부(160)를 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하여 3차원 라이다(120)를 통해 새로운 주변환경 데이터를 수집하게 한 후 다시 3차원 라이다(120)의 피치를 피치 조절 전 피치로 조절한다.At this time, after the unmanned air vehicle takes off, the controller 190, if the ascent rate analyzed through the analysis unit 180 is faster than the reference ascent rate stored in the storage unit 200, the data area of the surrounding environment collected in FIG. 4 (b) Since the surrounding environment data may be required more than 420, the rotating unit 160 is controlled to rotate the rotating unit 160 so that the three-dimensional lidar 120 rotates by the rotation reference value stored in the storage unit 200. 150) to adjust the pitch of the 3D lidar 120 to collect new environment data through the 3D lidar 120, and then adjust the pitch of the 3D lidar 120 again before pitch adjustment. Adjust with.

또한, 무인 비행체가 이륙 후 제어부(190)는 분석부(180)를 통해 분석한 상승 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 상승 속도보다 느리면, 도 4(b)에서 수입한 수집한 주변환경의 데이터 영역(420)에 느리게 도달하여 주변환경이 변할 수 있기 때문에 회전부(160)를 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 보다 적게 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 무인 비행체의 상승 속도와 대응하게 천천히 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하여 3차원 라이다(120)를 통해 새로운 주변환경 데이터를 수집하게 한 후 다시 3차원 라이다(120)의 피치를 피치 조절 전 피치로 조절한다.In addition, after the unmanned aerial vehicle takes off, the control unit 190 is configured to analyze the collected surrounding environment imported in FIG. 4 (b) if the ascent rate analyzed through the analysis unit 180 is slower than the reference ascent rate stored in the storage unit 200. Since the surrounding environment may change due to the slow reaching of the data area 420, the rotating unit 160 is controlled to rotate the three-dimensional lidar 120 less than the rotation reference value stored in the storage unit 200. Slowly rotate the mounting unit 150 in response to the rising speed of the unmanned air vehicle to adjust the pitch of the 3D lidar 120 to collect new ambient data through the 3D lidar 120 and then back to the 3D la The pitch of the Ida 120 is adjusted to the pitch before the pitch is adjusted.

도 5는 본 발명에 일실시예에 따른 착륙 시 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 5(a)는 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하지 않은 상태이며, 도 5(b)는 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한 상태이다.5 is a view for explaining adjusting the pitch of the three-dimensional lidar during landing according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 5 (a) is a state in which the pitch of the 3D lidar 120 is not adjusted, and FIG. 5 (b) is a state in which the pitch of the 3D lidar 120 is adjusted.

도 5(a)를 참조하면, 무인 비행체가 착륙 전에 3차원 라이다(120)를 통해 주변환경의 데이터를 수집할 때, 3차원 라이다(120)의 상하 시야의 각도가 360도가 되지 않기 때문에 3차원 라이다(120)로 수집할 수 있는 주변환경의 데이터 영역(510)이 무인 항공체가 착륙 시 안전에 필요한 영역만큼 되지 않기 때문에 3차원 라이다(120)가 수집한 데이터로 3차원 지도 작성부(170)가 무인 항공체가 착륙 시 안전에 필요한 만큼의 3차원 지도를 작성하지 못한다.Referring to Figure 5 (a), when the unmanned aerial vehicle collects the data of the surrounding environment through the three-dimensional lidar 120 before landing, because the angle of the vertical view of the three-dimensional lidar 120 is not 360 degrees Since the data area 510 of the surrounding environment that can be collected by the 3D lidar 120 is not as much as the area required for safety when the unmanned aerial vehicle lands, the 3D map is created from the data collected by the 3D lidar 120 Vice 170 cannot create as many three-dimensional maps as necessary for safety when unmanned aerial vehicles land.

도 5(b)를 참조하면, 제어부(190)가 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 위치 및 자세, 무인 비행체의 하강 속도 및 무인 비행체의 고도 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 무인 비행체가 착륙 전이라고 판단하면, 회전부(160)를 제어해 장착부(150)가 회전됨에 따라 3차원 라이다(120)가 회전되어 3차원 라이다(120)의 피치가

Figure 112019118590671-pat00003
각도 만큼 조절된다. 이때, 제어부(190)는 3차원 라이다(120)의 상하 시야가 완전히 상방 및 하방으로 향할 수 있게 하는 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)를 회전하도록 회전부(160)를 제어한다. 여기서, 제어부(190)는 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 고도가 저장부(200)에 저장된 기준 고도 이하여서 무인 비행체가 착륙 전이라고 판단하여 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한 것일 수 있다.Referring to FIG. 5 (b), the unmanned aerial vehicle is based on at least one of the position and posture of the unmanned aerial vehicle, the descending speed of the unmanned aerial vehicle, and the altitude of the unmanned aerial vehicle analyzed by the controller 190 through the analysis unit 180. If it is determined that it is before landing, the 3D lidar 120 is rotated as the mounting unit 150 is rotated by controlling the rotating unit 160 so that the pitch of the 3D lidar 120 is
Figure 112019118590671-pat00003
It is adjusted by the angle. At this time, the control unit 190 rotates the three-dimensional lidar 120 as much as the rotation reference value stored in the storage unit 200 so that the vertical view of the three-dimensional lidar 120 is completely upward and downward. 160). Here, the controller 190 determines that the unmanned aerial vehicle is before landing because the altitude of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180 is less than the reference altitude stored in the storage unit 200 and determines the pitch of the 3D lidar 120. It may be adjusted.

도 5(b)처럼 3차원 라이다(120)의 피치가

Figure 112019118590671-pat00004
각도 만큼 조절되면, 3차원 라이다(120)로 수집할 수 있는 주변환경의 데이터 영역(520)이 도 5(a) 때와 비교해 더 하부 방향까지 가능하게 된다. 5 (b), the pitch of the 3D lidar 120 is
Figure 112019118590671-pat00004
When adjusted by the angle, the data area 520 of the surrounding environment that can be collected by the 3D lidar 120 is possible in a further downward direction as compared with the case of FIG. 5 (a).

이때, 3차원 지도 작성부(170)는 도 5(a)에서 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터로 3차원 지도를 작성한 것 이외에, 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터 영역(520)에 대한 추가 3차원 지도를 작성하며, 분석부(180)는 도 5(a)에서 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터로 작성한 3차원 지도와 3차원 라이다(120)로 수집한 주변환경의 데이터 영역(520)으로 작성한 추가 3차원 지도를 정합하고, 3차원 지도, 추가 3차원 지도 및 추정한 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 경로를 계획한다. At this time, the 3D map creation unit 170, in addition to creating a 3D map with the data of the surrounding environment collected by the 3D lidar 120 in FIG. 5 (a), collected by the 3D lidar 120 An additional three-dimensional map of the data area 520 of the surrounding environment is created, and the analysis unit 180 and the three-dimensional map created with the data of the surrounding environment collected by the three-dimensional lidar 120 in FIG. 5 (a) and The additional 3D map created by the data area 520 of the surrounding environment collected by the 3D lidar 120 is matched, and the route is determined based on the 3D map, the additional 3D map, and the estimated position and attitude of the unmanned aerial vehicle. Plan.

무인 비행체가 착륙 전 제어부(190)는 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 고도가 저장부(200)에 저장된 기준 고도 보다 높으나, 무인 비행체의 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도보다 빠르면, 도 5(a)에서 수집한 주변환경의 데이터 영역(420)보다 더 하부의 주변환경 데이터가 필요할 수 있기 때문에 회전부(160)를 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하여 3차원 라이다(120)를 통해 새로운 주변환경 데이터를 수집하게 한 후 다시 3차원 라이다(120)의 피치를 피치 조절 전 피치로 조절한다.Before the unmanned aerial vehicle lands, the controller 190 has an altitude of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180 higher than the reference altitude stored in the storage unit 200, but the descending speed of the unmanned aerial vehicle is stored in the storage unit 200 If it is faster than the descent speed, since the surrounding environment data lower than the data area 420 of the surrounding environment collected in FIG. 5 (a) may be required, the rotating unit 160 is equal to the rotation reference value stored in the storage unit 200 3 Controlling the rotating unit 160 so that the dimensional lidar 120 rotates rotates the mounting unit 150 to adjust the pitch of the 3D lidar 120 to collect new environment data through the 3D lidar 120 After that, the pitch of the 3D lidar 120 is adjusted to the pitch before the pitch is adjusted.

또한, 무인 비행체가 착륙 전 제어부(190)는 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 고도가 저장부(200)에 저장된 기준 고도 보다 낮으면서, 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도보다 느리면, 도 5(b)에서 수집한 주변환경의 데이터 영역(520)에 느리게 도달하여 주변환경이 변할 수 있기 때문에 회전부(160)를 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 보다 적게 3차원 라이다(120)가 회전하도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 무인 비행체의 하강 속도와 대응하게 천천히 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절하여 3차원 라이다(120)를 통해 새로운 주변환경 데이터를 수집하게 한 후 다시 3차원 라이다(120)의 피치를 피치 조절 전 피치로 조절한다.In addition, the control unit 190 before the unmanned air vehicle lands is lower than the reference altitude stored in the storage unit 200, and the descending speed is stored in the storage unit 200. If it is slower than the descending speed, the rotational unit 160 is less than the rotation reference value stored in the storage unit 200 because the surrounding environment may change due to the slow reaching of the data area 520 of the surrounding environment collected in FIG. 5 (b) 3 By controlling the rotating unit 160 so that the dimensional lidar 120 rotates, the mounting unit 150 is slowly rotated to correspond to the descending speed of the unmanned air vehicle to adjust the pitch of the 3D lidar 120 to adjust the pitch of the 3D lidar 120 ) To collect the new environment data, and then adjust the pitch of the 3D lidar 120 to the pitch before the pitch adjustment.

도 6은 본 발명에 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법의 순서도이다.6 is a flow chart of a three-dimensional lidar pitch adjustment method for safe takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, S610단계에서는 3차원 라이다(120)로 주변환경 데이터를 수집해 3차원 지도 작성부(170)가 3차원 지도를 작성하고, 분석부(180)가 3차원 지도를 바탕으로 무인 비행체의 위치 및 자세를 추정한다. 또한, 분석부(180)는 무인 비행체의 상승 속도 또는 무인 비행체의 고도를 분석할 수도 있다.Referring to FIG. 6, in step S610, the surrounding environment data is collected by the 3D lidar 120, and the 3D map creation unit 170 creates a 3D map, and the analysis unit 180 based on the 3D map. Estimate the position and posture of the unmanned aerial vehicle. In addition, the analysis unit 180 may analyze the elevation speed of the unmanned aerial vehicle or the altitude of the unmanned aerial vehicle.

S620단계에서는 제어부(190)가 무인 비행체의 이륙 전 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전되도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다.In step S620, the control unit 190 controls the rotating unit 160 to rotate the mounting unit 150 by rotating the mounting unit 150 so that the three-dimensional lidar 120 is rotated by the rotation reference value stored in the storage unit 200 before takeoff of the unmanned air vehicle. The pitch of the lidar 120 is adjusted.

S630단계에서는 제어부(190)가 3차원 라이다(120)의 피치 조절이 끝났는 지 판단하며, 제어부(190)가 3차원 라이다(120)의 피치 조절이 끝난 것으로 판단하면 S640단계를 진행하고, 제어부(190)가 3차원 라이다(120)의 피치 조절이 끝나지 않은 것으로 판단하면 S620단계로 돌아간다.In step S630, if the control unit 190 determines that the pitch adjustment of the 3D lidar 120 is over, and if the control unit 190 determines that the pitch control of the 3D lidar 120 is finished, the process proceeds to step S640. If the controller 190 determines that the pitch adjustment of the 3D lidar 120 has not been completed, the process returns to step S620.

S640단계에서는 제어부(190)가 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 피치 조절 전 피치로 조절한다.In step S640, the control unit 190 controls the rotating unit 160 to rotate the mounting unit 150 to adjust the pitch of the 3D lidar 120 to the pitch before adjusting the pitch.

S650단계에서는 피치가 조절된 3차원 라이다(120)가 데이터를 수집한 후 3차원 지도 작성부(170)가 추가 3차원 지도를 작성하고, 분석부(180)가 3차원 지도, 추가 3차원 지도 및 추정한 무인 비행체의 위치 및 자세 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 경로를 계획하며, 제어부(190)가 계획된 경로로 무인 비행체가 이륙 후에 이동하도록 제어한다. 이때, 제어부(190)는 3차원 라이다(120)의 피치가 피치 조절 전 피치로 조절되지 않은 경우 무인 비행체를 이륙하지 않게 하며, 무인 비행체 이륙 후 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 상승 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 상승 속도와 같지 않으면, 3차원 라이다(120)의 피치를 조절할 수 있다. In step S650, after the pitch-adjusted 3D lidar 120 collects data, the 3D map creating unit 170 creates an additional 3D map, and the analysis unit 180 generates a 3D map and additional 3D The route is planned based on at least one of the map and the estimated position and posture of the unmanned aerial vehicle, and the controller 190 controls the unmanned aerial vehicle to move after takeoff in the planned route. At this time, the control unit 190 does not take off the unmanned air vehicle if the pitch of the 3D lidar 120 is not adjusted to the pitch before the pitch adjustment, and after the unmanned air vehicle takes off, the analysis unit 180 analyzes the unmanned air vehicle. If the ascent rate is not the same as the reference ascent rate stored in the storage 200, the pitch of the 3D lidar 120 may be adjusted.

도 7은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법의 순서도이다.7 is a flow chart of a three-dimensional lidar pitch adjustment method for safe take-off and landing of an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, S710단계에서는 3차원 라이다(120)로 주변환경 데이터를 수집해 3차원 지도 작성부(170)가 3차원 지도를 작성하고, 분석부(180)가 3차원 지도를 바탕으로 무인 비행체의 위치 및 자세를 추정한다. 또한, 분석부(180)는 무인 비행체의 하강 속도 또는 무인 비행체의 고도를 분석할 수도 있다.Referring to FIG. 7, in step S710, the surrounding environment data is collected by the 3D lidar 120, and the 3D map creation unit 170 creates a 3D map, and the analysis unit 180 based on the 3D map. Estimate the position and posture of the unmanned aerial vehicle. Also, the analysis unit 180 may analyze the descending speed of the unmanned aerial vehicle or the altitude of the unmanned aerial vehicle.

S720단계에서는 제어부(190)가 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 고도가 저장부(200)에 저장된 기준 고도 이하인지 판단하며, 제어부(190)가 기준 고도 이하로 판단하면 S730단계를 진행하고, 아니면 S710단계로 돌아간다.In step S720, the controller 190 determines whether the altitude of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180 is less than or equal to the reference altitude stored in the storage unit 200, and if the controller 190 determines that the altitude is less than or equal to the reference altitude, the step S730 is performed. Proceed, or go back to step S710.

S730단계에서는 제어부(190)가 무인 비행체의 착륙 전 저장부(200)에 저장된 회전 기준 값 만큼 3차원 라이다(120)가 회전되도록 회전부(160)를 제어해 장착부(150)를 회전시켜 3차원 라이다(120)의 피치를 조절한다. 이때, 제어부(190)는 무인 비행체 착륙 전 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도 보다 빠르면, 기준 고도 이하가 아니어도 3차원 라이다(120)의 피치를 조절할 수 있으며, 무인 비행체 착륙 전 분석부(180)를 통해 분석한 무인 비행체의 하강 속도가 저장부(200)에 저장된 기준 하강 속도 보다 느리면, 3차원 라이다(120)의 피치를 회전 기준 값 보다 작게 천천히 조절 할 수 있다. In step S730, the control unit 190 controls the rotating unit 160 to rotate the mounting unit 150 by rotating the mounting unit 150 so that the three-dimensional lidar 120 is rotated by the rotation reference value stored in the storage unit 200 before landing of the unmanned air vehicle. The pitch of the lidar 120 is adjusted. At this time, if the descending speed of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180 before the unmanned aerial vehicle lands is faster than the reference descending speed stored in the storage unit 200, the control unit 190 is a 3D line even if it is not below the reference altitude ( The pitch of 120) can be adjusted, and if the descending speed of the unmanned aerial vehicle analyzed through the analysis unit 180 before landing of the unmanned aerial vehicle is slower than the reference descending speed stored in the storage unit 200, the pitch of the 3D lidar 120 Can be slowly adjusted to smaller than the rotation reference value.

S740단계에서는 피치가 조절된 3차원 라이다(120)가 데이터를 수집한 후 3차원 지도 작성부(170)가 추가 3차원 지도를 작성하고, 분석부(180)가 3차원 지도, 추가 3차원 지도 및 추정한 무인 비행체의 위치 및 자세 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 경로를 계획하며, 제어부(190)가 계획된 경로로 무인 비행체가 이동해 착륙하도록 제어한다.In step S740, after the pitch-adjusted 3D lidar 120 collects data, the 3D map creating unit 170 creates an additional 3D map, and the analysis unit 180 generates a 3D map and an additional 3D The route is planned based on at least one of the map and the estimated position and posture of the unmanned aerial vehicle, and the controller 190 controls the unmanned aerial vehicle to move and land on the planned route.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, they are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that various modifications and equivalent ranges of the embodiments are possible. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

110 : 몸체 120 : 3차원 라이다
130 : 출력부 140 : 착륙용 레그
150 : 장착부 160 : 회전부
170 : 3차원 지도 작성부 180 : 분석부
190 : 제어부 200 : 저장부110: body 120: three-dimensional lidar
130: output unit 140: landing leg
150: mounting portion 160: rotating portion
170: 3D map creation unit 180: analysis unit
190: control unit 200: storage unit

Claims (10)

전방, 후방 및 측면 시야(FOV, field of view)의 각도는 360도 이하, 상하 시야의 각도는 360도 미만인 3차원 라이다로 데이터를 수집해 3차원 지도를 작성하고, 상기 3차원 지도를 바탕으로 무인 비행체의 위치 및 자세를 분석하는 단계;
상기 3차원 지도 및 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 상기 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 분석하는 단계;
상기 분석된 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 이착륙 전 상기 3차원 라이다의 피치(Pitch)를 조절하는 단계;
상기 피치가 조절된 상기 3차원 라이다로 추가 데이터를 수집해 추가 3차원 지도를 작성하는 단계; 및
상기 3차원 지도, 상기 추가 3차원 지도 및 상기 분석한 무인 비행체의 위치 및 자세 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 경로를 계획하고 상기 계획된 경로로 이동하는 단계;를 포함하는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법.
The angle of the front, rear, and side fields of view (FOV) is less than 360 degrees, and the angle of upper and lower fields of view is less than 360 degrees. Analyzing the position and posture of the unmanned aerial vehicle;
Analyzing any one speed or elevation of the unmanned aerial vehicle based on the 3D map and the position and posture of the unmanned aerial vehicle;
Adjusting the pitch of the three-dimensional lidar before take-off and landing of the unmanned aerial vehicle based on either the velocity of the rise and fall of the analyzed unmanned aerial vehicle or the altitude of the unmanned aerial vehicle;
Generating additional 3D maps by collecting additional data with the 3D rider whose pitch is adjusted; And
And planning a route based on at least one of the 3D map, the additional 3D map, and the position and posture of the analyzed unmanned aerial vehicle and moving to the planned route.
3D lidar pitch control method for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
제1항에 있어서,
상기 3차원 라이다의 피치 조절은, 상기 3차원 라이다가 장착되는 장착부를 회전부가 회전시키는 것에 대응하게 상기 3차원 라이다가 회전되어 조절되는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법.
According to claim 1,
The pitch of the three-dimensional lidar is adjusted by rotating the three-dimensional lidar in response to rotating the mounting portion on which the three-dimensional lidar is mounted.
3D lidar pitch control method for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 무인 비행체가 이륙 후 상기 분석된 무인 비행체의 상승 속도가 기준 상승 속도와 같지 않으면 상기 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법.
According to claim 1,
Adjusting the pitch of the 3D lidar if the ascending speed of the analyzed unmanned air vehicle is not equal to the reference ascending speed after the unmanned air vehicle takes off
3D lidar pitch control method for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
제1항에 있어서,
상기 무인 비행체가 착륙 전 상기 분석된 무인 비행체의 하강 속도가 기준 하강 속도와 같지 않거나, 상기 분석된 무인 비행체 고도가 기준 고도 이하이면 상기 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 방법.
According to claim 1,
Adjusting the pitch of the 3D lidar if the unmanned aerial vehicle's descending speed before landing does not equal the reference descending speed, or if the analyzed unmanned aerial vehicle altitude is below the reference altitude.
3D lidar pitch control method for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치에 있어서,
데이터를 수집하는 전방, 후방 및 측면 시야(FOV, field of view)의 각도는 360도 이하, 상하 시야의 각도는 360도 미만인 3차원 라이다;
상기 수집한 데이터를 바탕으로 3차원 지도를 작성하는 3차원 지도 작성부;
상기 3차원 지도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 분석하고, 상기 3차원 지도 및 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 상기 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 분석하며, 상기 3차원 지도 및 상기 무인 비행체의 위치 및 자세를 바탕으로 경로를 계획하는 분석부; 및
상기 분석된 무인 비행체의 상승 및 하강의 어느 하나의 속도 또는 상기 무인 비행체의 고도를 바탕으로 상기 무인 비행체의 이착륙 전 상기 3차원 라이다의 피치(Pitch)를 조절하고, 상기 분석부에서 계획한 경로로 상기 무인 비행체가 이동하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치.
In the three-dimensional lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles,
The angle of the anterior, posterior and lateral field of view (FOV) for collecting data is less than 360 degrees, and the angle of upper and lower fields of view is less than 360 degrees;
A 3D map creation unit that creates a 3D map based on the collected data;
Analyze the position and posture of the unmanned air vehicle based on the 3D map, and either the speed of the ascending or descending of the unmanned air vehicle or the unmanned air vehicle based on the 3D map and the position and posture of the unmanned air vehicle An analysis unit for analyzing altitude and planning a route based on the 3D map and the position and posture of the unmanned aerial vehicle; And
Adjust the pitch of the three-dimensional lidar before take-off and landing of the unmanned aerial vehicle based on either the speed of the rise and fall of the analyzed unmanned aerial vehicle or the altitude of the unmanned aerial vehicle, and the route planned by the analysis unit Includes a; control unit for controlling the unmanned aerial vehicle to move to,
3D lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
제6항에 있어서,
상기 3차원 라이다가 장착되는 장착부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다가 회전되도록 하여 상기 3차원 라이다의 피치가 조절되게 하는 회전부;를 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치.
The method of claim 6,
A mounting portion on which the 3D lidar is mounted; And
Further comprising a rotating unit for rotating the mounting portion under the control of the control unit so that the three-dimensional lidar is rotated so that the pitch of the three-dimensional lidar is adjusted.
3D lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 무인 비행체의 기준 상승 속도, 기준 하강 속도 및 기준 고도를 저장하고 있는 저장부;를 더 포함하되,
상기 제어부는 상기 무인 비행체가 이륙 후 상기 분석된 무인 비행체의 상승 속도가 상기 저장된 기준 상승 속도와 같지 않으면, 상기 회전부를 제어해 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치.
The method of claim 7,
Further comprising a storage unit for storing a reference ascending speed, a reference descending speed and a reference altitude of the unmanned air vehicle;
The control unit controls the rotating unit to rotate the mounting unit to adjust the pitch of the 3D lidar if the ascending speed of the analyzed unmanned vehicle is not equal to the stored reference ascending speed after the unmanned vehicle takes off.
3D lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 무인 비행체가 착륙 전 상기 분석된 무인 비행체의 하강 속도가 상기 저장된 기준 하강 속도와 같지 않거나, 상기 분석된 무인 비행체 고도가 상기 저장된 기준 고도 이하이면, 상기 회전부를 제어해 상기 장착부를 회전시켜 상기 3차원 라이다의 피치를 조절하는 것
을 특징으로 하는 무인 비행체의 안전 이착륙을 위한 3차원 라이다 피치 조절 장치.
The method of claim 9,
The control unit rotates the mounting unit by controlling the rotating unit if the unmanned air vehicle has a lower descending speed of the analyzed unmanned air vehicle before landing or the analyzed unmanned air vehicle altitude is less than the stored reference altitude. To adjust the pitch of the 3D lidar
3D lidar pitch adjustment device for safe takeoff and landing of unmanned aerial vehicles.
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